第3講

植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)考點(diǎn)一

細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、和分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，通過(guò)細(xì)胞器水平、細(xì)胞水平或組織水平上的操作，按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。一、細(xì)胞工程的概念

細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、和分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，通過(guò)細(xì)胞器水平、細(xì)胞水平或組織水平上的操作，按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程植物的組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞融合動(dòng)物體細(xì)胞核移植單克隆抗體的制備植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性植物細(xì)胞的全能性一、細(xì)胞工程的概念二、植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)——細(xì)胞的全能性1、概念細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。2、原因一般來(lái)說(shuō)，生物體的細(xì)胞中都含有該物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部遺傳信息。3、不同細(xì)胞的全能性比較①體細(xì)胞全能性：分化程度低的>分化程度高的；細(xì)胞分裂能力強(qiáng)的>細(xì)胞分裂能力弱的。②不同細(xì)胞的全能性：受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞。③不同生物的細(xì)胞全能性：植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞。④全能性與細(xì)胞分化的關(guān)系：一般情況下，隨著細(xì)胞分化程度的不斷提高，細(xì)胞的全能性逐漸降低。特例：卵細(xì)胞分化程度較高，全能性也較高。比如雄蜂造血干細(xì)胞分化成各種血細(xì)胞可以體現(xiàn)全能性嗎？實(shí)例：胡蘿卜韌皮部細(xì)胞發(fā)育成完整植株受精卵發(fā)育成個(gè)體（動(dòng)植物）蜜蜂受精卵發(fā)育成工蜂，卵細(xì)胞發(fā)育成雄峰

用一?；ǚ鄯敝吵鲂碌闹仓?/p>

胚胎干細(xì)胞可分化發(fā)育為各種組織器官的細(xì)胞

二、植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)——細(xì)胞的全能性4、體現(xiàn)全能性的實(shí)例：5、影響全能性表達(dá)的原因：

生物體內(nèi)的細(xì)胞在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性的表達(dá)，即發(fā)生細(xì)胞分化。反例：植物的種子發(fā)育成完整植株，壁虎斷尾重生，芽原基只能發(fā)育為芽，葉原基只能發(fā)育為葉等均不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性二、植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)——細(xì)胞的全能性6、注意：7、已分化植物細(xì)胞全能性體現(xiàn)的條件：①不是所有的細(xì)胞都具有全能性；例如哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞、植物成熟的篩管細(xì)胞都沒(méi)有細(xì)胞核，植物的導(dǎo)管細(xì)胞是死細(xì)胞。③細(xì)胞具有全能性≠細(xì)胞表現(xiàn)全能性。②具有全能性的細(xì)胞有：早期胚胎細(xì)胞、受精卵、植物分生區(qū)等未分化細(xì)胞、已分化的植物細(xì)胞、已分化的動(dòng)物體細(xì)胞細(xì)胞核等。離體、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、植物激素、適宜的溫度、pH等。三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1、概念：指

的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工控制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其分化為

的技術(shù)。完整植株外植體固體培養(yǎng)基離體原因：分化程度較低的細(xì)胞，分裂能力強(qiáng)，容易誘導(dǎo)形成愈傷組織外植體如：優(yōu)先選胡蘿卜的形成層、菊花幼莖段、月季的花藥等，后選胡蘿卜的韌皮部等。2、原理：植物細(xì)胞具有全能性3、生殖方式：無(wú)性生殖（除花藥離體培養(yǎng)）4、分裂方式：有絲分裂地位：植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽誘導(dǎo)生根移栽成活脫分化再分化再分化外植體愈傷組織試管苗完整植株一定的營(yíng)養(yǎng)、激素脫分化胚狀體、芽、根等一定的營(yíng)養(yǎng)、激素再分化生長(zhǎng)發(fā)育分化狀態(tài)未分化狀態(tài)三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)5、過(guò)程：獲得的植株基因型和親本相同胚狀體：離體培養(yǎng)條件下，沒(méi)有經(jīng)過(guò)受精過(guò)程，但是經(jīng)過(guò)了胚胎發(fā)育過(guò)程所形成的胚狀類似物，因而統(tǒng)稱為體細(xì)胞胚或胚狀體。胚狀體＋人工種皮＋人工胚乳胚狀體人工胚乳人工種皮人工胚乳還可以添加各種附加成分，如固氮細(xì)菌、防病蟲(chóng)農(nóng)藥、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、除草劑等，以利于幼苗的茁壯成長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量。——抗壓、保水、透氣——具有發(fā)育成完整植株的能力——保證胚狀體生長(zhǎng)發(fā)育的必需物質(zhì)拓展:人工種子組成以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過(guò)人工種皮包裝，在適宜條件下可以萌發(fā)長(zhǎng)成幼苗的種子。無(wú)性繁殖，易于保留優(yōu)良性狀外植體愈傷組織試管苗完整植株一定的營(yíng)養(yǎng)、激素脫分化胚狀體、芽、根等一定的營(yíng)養(yǎng)、激素再分化生長(zhǎng)發(fā)育分化狀態(tài)未分化狀態(tài)三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)5、過(guò)程：①脫分化：已分化細(xì)胞，失去其特有結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過(guò)程。實(shí)質(zhì)是細(xì)胞的全能性的恢復(fù)，結(jié)果是形成愈傷組織。②愈傷組織：細(xì)胞排列疏松且無(wú)規(guī)則、高度液泡化、不定形的薄壁組織團(tuán)塊。已無(wú)葉綠體等細(xì)胞器，但仍有細(xì)胞壁③再分化：愈傷組織在培養(yǎng)過(guò)程中重新分化根或芽等器官的過(guò)程。注：再分化和脫分化都涉及基因的選擇性表達(dá)，蛋白質(zhì)和核酸不完全相同。三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)5、過(guò)程：

④脫分化和再分化的比較。脫分化再分化過(guò)程外植體→愈傷組織愈傷組織→幼苗分裂、分化有分裂，無(wú)分化有分裂，有分化結(jié)果形成愈傷組織形成根、芽需要條件a.無(wú)菌、離體、適宜的營(yíng)養(yǎng)c.生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例適中d.一般不需光a.無(wú)菌、離體、適宜的營(yíng)養(yǎng)c.生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例高或低誘導(dǎo)生根或生芽d.光照有光時(shí)，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素。它們的濃度、比例都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。（葉綠素的合成需要光照，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用。）（1）步驟：制備外植體接種培養(yǎng)試管苗移栽外植體消毒：外植體切割：（無(wú)菌操作）酒精70%酒精30S無(wú)菌水2-3次次氯酸鈉溶液30min材料：幼嫩的菊花莖段（易于誘導(dǎo)形成愈傷組織）2-3次無(wú)菌水洗6、實(shí)例-菊花的組織培養(yǎng)三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)將消過(guò)毒的外植體置于無(wú)菌培養(yǎng)皿中→用無(wú)菌濾紙吸去表面的水分→用解剖刀將外植體切成0.5～1cm長(zhǎng)的小段。將酒精和次氯酸鈉溶液清洗掉用酒精擦拭雙手和超凈工作臺(tái)臺(tái)面，將流水充分沖洗后的外植體進(jìn)行消毒（1）步驟：制備外植體接種培養(yǎng)試管苗移栽消毒與無(wú)菌水沖洗切割與接種6、實(shí)例-菊花的組織培養(yǎng)三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)基及其他的操作器具一般要進(jìn)行滅菌處理。無(wú)菌操作的目的可能有：?防止污染的微生物與培養(yǎng)物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。?微生物生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物死亡。制備外植體接種培養(yǎng)試管苗移栽①接種外植體：在酒精燈火焰旁，將外植體的1/3～1/2插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中——形成愈傷組織。用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口，并做好標(biāo)記。②誘導(dǎo)愈傷組織：培養(yǎng)溫度：18-220C、避光愈傷組織（1）步驟：三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)形態(tài)學(xué)下端朝下，一定不能倒置6、實(shí)例-菊花的組織培養(yǎng)接種工具每次使用后一定要滅菌

防止外界雜菌侵入，同時(shí)瓶?jī)?nèi)外氣體可以進(jìn)行交換三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)制備外植體接種培養(yǎng)試管苗移栽③培養(yǎng)15-20d后，將生長(zhǎng)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接種到誘導(dǎo)生芽培養(yǎng)基上。長(zhǎng)出芽后，再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根培養(yǎng)基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗。若先生根后面就不易生芽1.照光培養(yǎng)2.生芽、生根培養(yǎng)基不同菊花莖段的組織培養(yǎng)較容易，培養(yǎng)基中可以不添加植物激素。6、實(shí)例-菊花的組織培養(yǎng)（1）步驟：三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)制備外植體接種培養(yǎng)試管苗移栽

移栽前先打開(kāi)封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長(zhǎng)幾日。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，將幼苗移植到消過(guò)毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長(zhǎng)壯后再移栽入土。每天觀察并記錄幼苗的生長(zhǎng)情況，適時(shí)澆水、施肥，直至開(kāi)花。試管苗移栽培養(yǎng)室（1）步驟：6、實(shí)例-菊花的組織培養(yǎng)試管苗的光合作用能力弱，在移栽前應(yīng)給予較強(qiáng)光照閉瓶煉苗，以促進(jìn)幼苗向自養(yǎng)苗轉(zhuǎn)化

保水透氣，不含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)煉苗后的植株已能進(jìn)行光合作用和獨(dú)立代謝，無(wú)需添加額外營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、植物激素三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)6、實(shí)例-菊花的組織培養(yǎng)（2）植物組織培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基(MS培養(yǎng)基)配方：固體培養(yǎng)基①碳源：蔗糖

提供能量，維持滲透壓對(duì)滲透壓影響較小，一定程度上減少微生物污染、為非還原糖性質(zhì)較穩(wěn)定。三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)6、實(shí)例-菊花的組織培養(yǎng)（2）植物組織培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基(MS培養(yǎng)基)配方：固體培養(yǎng)基②主要氮源：NH4NO3、KNO3

③肌醇、煙酸、鹽酸吡哆醇、鹽酸硫胺素屬維生素類肌醇：參與細(xì)胞壁及細(xì)胞膜的構(gòu)建，促進(jìn)胚狀體和芽的形成煙酸、鹽酸吡哆醇、鹽酸硫胺素：輔酶，參與各種代謝，促進(jìn)生長(zhǎng)分化④甘氨酸：很多氨基酸體內(nèi)合成的前體物、促進(jìn)離體根的生長(zhǎng)(1)按照不同的順序使用這兩類激素，會(huì)得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果先使用生長(zhǎng)素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長(zhǎng)素細(xì)胞既分裂也分化同時(shí)使用分化頻率提高簡(jiǎn)記為：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高總結(jié)：生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響(2)當(dāng)同時(shí)使用這兩類激素時(shí)，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素植物細(xì)胞的發(fā)育方向高有利于根的分化、抑制芽的形成低有利于芽的分化、抑制根的形成適中促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng)簡(jiǎn)記為：“高”根，“低”芽，“中”愈傷總結(jié)：生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響四、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1、概念：將不同來(lái)源的植物細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。2、原理：3、生殖方式：無(wú)性生殖體細(xì)胞雜交利用了細(xì)胞膜的

，雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了

。流動(dòng)性植物細(xì)胞的全能性4、分裂方式：有絲分裂5、過(guò)程：植物細(xì)胞融合原生質(zhì)體制備植物組織培養(yǎng)原生質(zhì)體融合育種類型：細(xì)胞工程育種移栽移栽后的植株愈傷組織A細(xì)胞B細(xì)胞纖維素酶果膠酶①去壁：酶解法正在融合的原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁②誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合物理法：化學(xué)法：電融合法、離心法聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法等脫分化再分化A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體植物組織培養(yǎng)（植物細(xì)胞的全能性）（細(xì)胞膜的流動(dòng)性）雜種細(xì)胞滅活病毒只能誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合，不能誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合細(xì)胞融合成功的標(biāo)志體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志雜種植株植物細(xì)胞融合植物體細(xì)胞雜交利用酶的專一性5、過(guò)程：思考：(1)纖維素酶和果膠酶的酶溶液中一般加入一定濃度的無(wú)機(jī)鹽離子和甘露醇的原因是？(2)原生質(zhì)體和原生質(zhì)層的區(qū)別？使溶液具有一定的滲透壓，防止原生質(zhì)體吸水過(guò)多而漲破，保持原生質(zhì)體正常。[原生質(zhì)體所處的溶液應(yīng)為等滲或高滲溶液(略高)]四、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)原生質(zhì)體不等于原生質(zhì)層。原生質(zhì)層：細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。原生質(zhì)體：脫去細(xì)胞壁的細(xì)胞。動(dòng)物細(xì)胞也可看做是原生質(zhì)體。思考：（3）兩兩融合后的細(xì)胞一定是雜種細(xì)胞嗎？誘導(dǎo)融合后的培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞有哪幾類？(4)細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是？與此過(guò)程中相關(guān)的主要細(xì)胞器是？融合的原生質(zhì)體再生出新的細(xì)胞壁成雜種細(xì)胞高爾基體、線粒體答案

不一定，融合的細(xì)胞類型有三種AA、BB和AB，在培養(yǎng)瓶中還有A、B等未融合的細(xì)胞。而真正符合要求的是AB，因此要對(duì)融合細(xì)胞進(jìn)行篩選四、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)（5）雜種植株有兩種生物性狀的根本原因？雜種植株中含有雙親植物的遺傳物質(zhì)，故雜種植株具備兩種植物的遺傳特性。不同物種生殖隔離異源多倍體優(yōu)點(diǎn)：打破生殖隔離，克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種。缺點(diǎn)：目前有許多理論和技術(shù)未解決，還不能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出雙親的性狀。四、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)6、實(shí)例：白菜-甘藍(lán)、普通小麥-長(zhǎng)穗偃麥草7、優(yōu)缺點(diǎn)：教材隱性知識(shí)：源于選擇性必修3P36“正文”：“番茄—馬鈴薯”超級(jí)雜種植株沒(méi)有如科學(xué)家所想象的那樣，地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯的主要原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以番茄—馬鈴薯雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)相互干擾，不能像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)??！遺傳物質(zhì)的變化：經(jīng)植物體細(xì)胞雜交形成的雜種細(xì)胞雖然含有兩種細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)不一定都表達(dá)。1、植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交的比較五、植物細(xì)胞工程重難點(diǎn)透析1．植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交的比較五、植物細(xì)胞工程重難點(diǎn)透析2、植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的辨析異源四倍體染色體(數(shù)目)變異五、植物細(xì)胞工程重難點(diǎn)透析原因：因?yàn)槊系聽(tīng)栠z傳規(guī)律發(fā)生在有性生殖減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)，而植物體細(xì)胞雜交育種屬于無(wú)性生殖。植物細(xì)胞工程的應(yīng)用一、植物繁殖的新途徑——快速繁殖、作物脫毒1、快速繁殖（1）概念：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，也叫微型繁殖。（2）原理：植物細(xì)胞的全能性（3）生殖方式：無(wú)性繁殖不可以改良植物的性狀（4）分裂方式：有絲分裂（5）優(yōu)點(diǎn)：①高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。②保持優(yōu)良品種的遺傳特性。④不受自然生長(zhǎng)季節(jié)的限制，培養(yǎng)周期短。③選材少，繁殖率高，便于自動(dòng)化管理。（遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變）（6）運(yùn)用實(shí)例：

快速繁殖經(jīng)濟(jì)苗木、名貴花卉、珍稀瀕危植物等自然繁殖速度緩慢，繁殖效率低下或優(yōu)良性狀不易保持的植物。（7）植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖的原因：①植物組織培養(yǎng)到愈傷組織階段，細(xì)胞進(jìn)行旺盛、快速的有絲分裂，從而獲得大量的組織細(xì)胞。②不斷地對(duì)愈傷組織進(jìn)行分割、移瓶、誘導(dǎo)再分化就可以形成大量的新植株。③植物組織培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，一般不受季節(jié)、氣候等條件的限制。一、植物繁殖的新途徑——快速繁殖、作物脫毒1、快速繁殖2、作物脫毒一、植物繁殖的新途徑——快速繁殖、作物脫毒（2）原理：植物細(xì)胞的全能性（3）生殖方式：無(wú)性繁殖（4）分裂方式：有絲分裂（5）作物脫毒原因：馬鈴薯、草莓、香蕉等通常是用無(wú)性繁殖的方式進(jìn)行繁殖的，它們感染的病毒很容易傳給后代，因此病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。（1）技術(shù)手段：植物組織培養(yǎng)技術(shù)2、作物脫毒一、植物繁殖的新途徑——快速繁殖、作物脫毒（6）脫毒方法：（7）脫毒選材：切取一定大小的莖尖（根尖）進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。取材：植物頂端分生區(qū)（如莖尖、根尖、芽尖）病毒較少甚至無(wú)的原因：活躍的分生組織代謝水平很高，病毒在這些細(xì)胞中獲得的能量和物質(zhì)較少，致使病毒無(wú)法復(fù)制。原因：a.此部位病毒極少，甚至無(wú)毒；b.分生物細(xì)胞分化程度低，分裂能力強(qiáng)，全能性更高）一、植物繁殖的新途徑——快速繁殖、作物脫毒3、小結(jié)①脫毒苗不等于抗毒苗。脫毒苗屬于細(xì)胞工程的范疇?？苟久缡前芽鼓撤N病毒的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中，屬于基因工程的范疇。②扦插、嫁接、壓條、微型繁殖均是無(wú)性繁殖。但扦插、嫁接、壓條不等于微型繁殖。（8）脫毒苗優(yōu)點(diǎn)：提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。脫毒作物明顯優(yōu)于沒(méi)有脫毒的作物2、作物脫毒二、作物新品種的培育1、單倍體育種：（1）方法：花藥離體培養(yǎng)、(秋水仙素)誘導(dǎo)染色體加倍（2）過(guò)程：AAss、AASS、aass、aaSSAs、AS、as、aS選擇親本有性雜交F1代花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗正常植物花藥愈傷組織單倍體幼苗

脫分化再分化人工誘導(dǎo)染色體加倍秋水仙素處理純合二倍體篩選優(yōu)良品種As、AS、as、aS（單倍體）親本AASS和aass親本AaSs（二倍體）二、作物新品種的培育1、單倍體育種：秋水仙素作用原理：抑制紡錘體的形成。處理時(shí)期：細(xì)胞分裂前期（此處為有絲分裂前期）（純合子）AAss二、作物新品種的培育1、單倍體育種：（3）育種原理：遺傳學(xué)原理：染色體數(shù)目變異（整個(gè)過(guò)程）細(xì)胞學(xué)原理：植物細(xì)胞的全能性（花藥離體培養(yǎng)）（4）優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：①明顯縮短育種年限;②是進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料；③后代大多都是純合體，能穩(wěn)定遺傳。缺點(diǎn)：操作復(fù)雜二、作物新品種的培育1、單倍體育種：（5）注意：①單倍體育種不等于花藥離體培養(yǎng)。花藥離體培養(yǎng)獲得的植株一定是單倍體植株，但不一定只有一個(gè)染色體組。②單倍體育種獲得的植株不一定是純合子。若親本是二倍體，則單倍體育種獲得的植株一定是二倍體純合子；若親本是多倍體，則單倍體育種獲得的植株不一定是純合子。二、作物新品種的培育2、突變體的利用：（1）突變體的利用：突變體育種（獲得突變體后篩選出對(duì)人們有利的，進(jìn)而培育出新品種）。（2）突變體：在植物的組織培養(yǎng)過(guò)程中，由于培養(yǎng)的細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素（如射線，化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變。二、作物新品種的培育2、突變體的利用：（3）過(guò)程：外植體脫分化愈傷組織再分化突變體篩選培育新品種誘變處理無(wú)性繁殖、有絲分裂材料：愈傷組織（4）原理：遺傳學(xué)原理：突變即基因突變（主）和染色體變異（次）細(xì)胞學(xué)原理：植物細(xì)胞的全能性。二、作物新品種的培育2、突變體的利用：（5）優(yōu)點(diǎn)：（6）缺點(diǎn)：提高愈傷組織的突變率，大幅度地改良某些性狀，可以獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的新品種，加快了育種進(jìn)程。突變不定向性，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料；突變少利多害，符合人們需要、有利的品種比較少。（7）運(yùn)用：已經(jīng)篩選到抗病、抗鹽、高產(chǎn)以及蛋白質(zhì)含量高的突變體，如抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1、初生代謝與次生代謝是生物生長(zhǎng)和生存所必需的代謝活動(dòng)，因此在整個(gè)生命過(guò)程中它一直進(jìn)行著。初生代謝物有糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等。（1）初生代謝：（2）次生代謝：①概念：不是生物生長(zhǎng)所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時(shí)間條件下才進(jìn)行。三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)

缺點(diǎn)：植物細(xì)胞的次生代謝物含量很低，從植物組織提取會(huì)大量破壞植物資源；有些產(chǎn)物不能或難以通過(guò)化學(xué)途徑得到。1、初生代謝與次生代謝②次生代謝物：是一類小分子有機(jī)化合物(如酚類、萜類和含氮化合物等)，在植物抗病、抗蟲(chóng)等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來(lái)源。（2）次生代謝：2、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：概念：人們利用植物細(xì)胞培養(yǎng)來(lái)獲得目標(biāo)產(chǎn)物，這個(gè)過(guò)程就是細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。3、植物細(xì)胞培養(yǎng)：①概念：是指在離體條件下對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。②原理：細(xì)胞增殖三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)3、植物細(xì)胞培養(yǎng)：③過(guò)程：

最好是愈傷組織材料液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）培養(yǎng)基[易錯(cuò)提醒]工廠化生產(chǎn)不一定要培養(yǎng)出植物體，一般培養(yǎng)到愈傷組織階段，從培養(yǎng)愈傷組織細(xì)胞的培養(yǎng)液中就可提取細(xì)胞產(chǎn)物。三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)④優(yōu)點(diǎn)：快速高效，不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制。對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。⑤實(shí)例：紫草寧——是紫草細(xì)胞中提取的一種藥物和色素，具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。首例藥用植物細(xì)胞工程產(chǎn)品。紫杉醇——是存在于紅豆杉屬植物體內(nèi)的一種次生代謝物，具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌癥的治療人參皂苷——利用人參細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)人參中重要的活性成分3、植物細(xì)胞培養(yǎng)：三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)[情境新命題點(diǎn)思考]1．單倍體植株是進(jìn)行體細(xì)胞誘變和研究遺傳突變的理想材料，其原因在于___________________________________________________________________________________________________________________。2．結(jié)合誘變育種，從細(xì)胞工程的角度出發(fā)，簡(jiǎn)述一種培養(yǎng)抗寒香蕉品種的方法及步驟。提示：體細(xì)胞誘變育種。利用誘變劑等方法使香蕉離體培養(yǎng)細(xì)胞產(chǎn)生突變，再利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)發(fā)育成完整植株，然后篩選培育出抗寒品種。

大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含有一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現(xiàn)3．馬鈴薯栽培種的抗病性和抗逆性較差，野生馬鈴薯種的抗病性和抗逆性較好。利用野生馬鈴薯種，通過(guò)細(xì)胞工程改進(jìn)馬鈴薯栽培種種植的思路是____________________________________________________________________________________________________________________。

將野生馬鈴薯細(xì)胞與馬鈴薯栽培種細(xì)胞進(jìn)行融合，經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)成植株運(yùn)用植物細(xì)胞工程技術(shù)可以培育單倍體植株和進(jìn)行細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)用花藥培養(yǎng)得到單倍體植株需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。（

）(2)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)主要是利用促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的培養(yǎng)條件，提高了單個(gè)細(xì)胞中次生代謝物的含量。（

）√×1.(2021·江蘇卷，5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)常用于商業(yè)化生產(chǎn)，其過(guò)程一般為：無(wú)菌培養(yǎng)物的建立→培養(yǎng)物增殖→生根培養(yǎng)→試管苗移栽及鑒定。